在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥,泥炭或腐泥被埋藏后,由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期:
(1)古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是袍子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。
(2)中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。
(3)新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物。
主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤。
在各大陆、大洋岛屿都有煤炭分布,但煤炭在全球的分布很不均衡,各个国家的煤炭储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家,也是世界上主要产煤国,其中中国是世界上煤产量最高的国家。